彭元飞 翟玉兵 雷玉江
（陕西龙门钢铁有限责任公司 陕西韩城 715405）
摘要：本文重点分析我厂炼钢污泥平铺配加生产实践，采取“交叉堆取、双向进料、取垛堆泥、取完平铺、铺匀铺平”的原则，对烧结矿锌含量控制稳定性起到促进作用。
关键词：高锌固废；烧结矿；炼钢污泥；配加模式
1 引言
目前各大钢企为进一步降低铁水成本，均趋向于采用低价的外矿粉进行烧结，并充分利用烧结、炼铁、炼钢工序所产生的各种除尘灰、污泥、钢渣等，利用其低价和含有大量的C、Fe、CaO、MgO等有利成分的优势，来降低烧结料消耗，从而达到降低成本的目的。各种外矿粉及除尘灰都含一定量的K、Na、Zn等有害元素，大量配加会造成高炉碱负荷、锌负荷超标，高炉炉墙结厚结瘤，加剧炉缸侵蚀，影响炉况稳定顺行。特别是锌负荷控制在炉役后期显得尤为重要，其超标影响远远大于碱负荷。我厂同样采取了大量固废利用的实例，本文重点探讨在烧结过程配加高锌炼钢污泥的应用实践。
2 炼钢污泥成分
转炉炼钢污泥(下称炼钢污泥)，是烟气湿法除尘所产生的，转炉年产生的炼钢污泥量约10万吨以上，含水分25-30％，干基的炼钢污泥TFe约50％以上，粒度200目占 90％以上，成分见表1。
表1 炼钢污泥成分
|
成分 |
TFe% |
SiO2% |
CaO% |
MgO% |
Al2O3% |
P% |
S% |
Pb% |
Cu% |
TiO2% |
MnO% |
K2O% |
Na2O% |
Zn% |
|
炼钢污泥 |
56.33 |
0.67 |
10.38 |
1.58 |
1.92 |
0.09 |
0.17 |
0.21 |
0.02 |
0.07 |
1.24 |
0.30 |
0.25 |
1.43 |
与一般国内精矿比较，炼钢污泥TFe、CaO、MgO含量偏高，是很好的烧结、球团用原料，可代替部分含铁料和熔剂，但其粒度过细，亲水性好，粘度大，自然干燥条件差，不易烘干，进而对合理利用产生较大影响。
目前我厂烧结用料主要结构为外配含铁料，其锌含量一般为0.001-0.020%；污泥锌含量为1.43%，是烧结矿锌含量的主要来源；同时烧结矿入炉率达到75%以上，也是高炉锌负荷的重要来源。所以在烧结过程中配加有利控制污泥均匀性，可促进烧结矿锌含量，就是对高炉锌负荷的稳定控制的重点措施。
3 污泥配加模式
3.1 液流式
一般将炼钢污泥采用管道或车辆转运输送至烧结混料筒旁浆液池，经搅拌混匀制成含水60-70%的浆液，再利用泥浆泵喷入在一混（混合机），代替部分原一混喷水量，其重点工艺为控制浆液与工艺水量比例。主要设备有浆液搅拌池、搅拌机、泥浆泵、管道、喷嘴等。
工艺优点：对混合料粒度粒级分布基本无影响，甚至对混合料粒度稍有提升。
工艺缺点：泥浆泵易损坏，喷浆不正常；喷嘴易堵；水压或浆液压力失常频发，造成混合料水分波动频繁；喷浆不均，造成烧结矿锌含量波动。
3.2 仓体配加
在配料过程配加，一般将污泥转运至配料地仓口，利用仓体和皮带秤均匀配加，便于控制污泥下料量。但炼钢污泥含水量一般为25-30%，表观呈现泥泞状，在仓内棚料，下料稳定性受到严重影响，可采取与部分除尘灰或返矿混和后配加；同时可采取污泥前端烘干工艺，但成本较高，未能起到铁前降本效果。
工艺优点：下料稳定性得到控制，烧结矿锌含量控制较好；
工艺缺点：易形成堆块下料，烧结矿成分波动；烘干时成本效益受限。
3.3 料场平铺
在料场进行平铺配加，采用铲车或挖机进行混匀。
工艺优点：几乎无投资，烧结矿锌含量控制较稳定。
工艺缺点：平铺周期较短，对车辆操作要求较高。
4 污泥配加模式实践
经过前期对标晋南部分钢企，初步否定污泥液流式配加模式，我厂采取了仓体配加和料场平铺模式；前期实行仓体配加时，污泥下料呈现5cm以上块状物，难以做到均匀配加，同时也进行了烘干和返矿混合模式，均不能满足成本和均匀性要求；目前采用聊城平铺模式进行。
炼钢污泥平铺过程中，主要遇到了平铺场地与配比结构的困扰，通过以下措施解决：
4.1 堆取垛交替平铺
我厂1#系统现有料场为双堆取四料条混匀结构，采取“交叉堆取、双向进料、取垛堆泥、取完平铺、铺匀铺平”的污泥配加原则，即堆取料系统尽量实行交叉作业，坚持双向车辆进入，在取料机后空场地卸载污泥，待取完垛后，利用挖机对污泥进行平铺作业，铺高小于40cm，铺宽铺长要求覆盖料场条底部，促进混匀矿锌含量稳定。
4.2 提前策划稳定烧结矿锌含量
根据炉料及烧结矿入炉结构，测算烧结矿锌含量控制至0.025%以下，满足高炉锌负荷小于0.4kg/t的内控要求，污泥配加量稳定至1.0-1.5%。同步避免转炉锌皮（如易拉罐、薄锌板等）配加量，维持转炉污泥锌含量稳定或维持偏低水平运行。
5 使用炼钢污泥对成品质量影响
5.1 混匀矿结构
|
阶段 % |
津布巴 |
PB |
超特粉 |
巴混 |
印粉 |
印尼塔 |
巴卡 |
大西沟 |
舞阳精矿 |
国内精矿 |
除尘灰 |
钢渣粉 |
高镁石粉 |
污泥 |
|
污泥1.0% |
15 |
14 |
21 |
19 |
9 |
4 |
7 |
3 |
6 |
2 |
1.3 |
1.8 |
5.5 |
1.0 |
|
污泥0.0% |
15 |
18 |
21 |
19 |
9 |
7 |
|
3 |
6 |
2 |
1.2 |
1.6 |
5.5 |
0.0 |
5.2 混匀矿质量变化
|
混匀矿 |
TFe% |
FeO% |
SiO2% |
CaO% |
MgO% |
Al2O3% |
Zn% |
H2O% |
＜0.5mm |
|
污泥1.0% |
57.73 |
4.44 |
4.96 |
3.51 |
1.29 |
2.34 |
0.023 |
8.23 |
23.09 |
|
污泥0.0% |
56.90 |
4.73 |
4.65 |
3.14 |
1.26 |
2.30 |
0.017 |
8.37 |
25.83 |
|
对比 |
0.83 |
-0.29 |
0.31 |
0.37 |
0.03 |
0.04 |
0.004 |
-0.14 |
-2.74 |
5.3 烧结矿成分变化
|
混匀矿 |
TFe% |
FeO% |
SiO2% |
CaO% |
MgO% |
Al2O3% |
Zn% |
R 倍 |
|
污泥1.0% |
55.12 |
9.05 |
5.04 |
10.11 |
1.95 |
2.32 |
0.022 |
2.01 |
|
污泥0.0% |
55.12 |
9.25 |
4.87 |
10.15 |
1.86 |
2.28 |
0.017 |
2.09 |
|
对比 |
0.00 |
-0.20 |
0.17 |
-0.04 |
0.09 |
0.04 |
0.005 |
-0.08 |
5.4 烧结过程参数变化
|
阶段 |
配料结构 |
烧结参数 |
|||||||||
|
混匀矿 % |
返矿 % |
生石灰 % |
焦粉 % |
合计 % |
台速 m/min |
料层 mm |
点火 ℃ |
烟温 ℃ |
负压 kPa |
烟气含氧 % |
|
|
污泥1.0% |
61.84 |
30.00 |
4.32 |
3.83 |
100 |
1.96 |
900 |
1083 |
128 |
-16.8 |
10.50 |
|
污泥0.0% |
61.53 |
30.19 |
4.40 |
3.98 |
100 |
2.04 |
876 |
1049 |
129 |
-16.4 |
10.99 |
|
对比 |
0.31 |
-0.19 |
-0.08 |
-0.15 |
0.00 |
-0.08 |
24.00 |
34.00 |
-1.00 |
-0.40 |
-0.49 |
5.5 混合料指标变化
|
阶段 % |
＜0.5mm |
＜3mm |
3—5mm |
5—8mm |
＞8mm |
平均粒径mm |
水分 |
料温℃ |
|
污泥1.0% |
4.16 |
35.49 |
30.11 |
25.84 |
8.55 |
4.62 |
7.51 |
59.96 |
|
污泥0.0% |
5.01 |
34.27 |
30.05 |
27.03 |
8.55 |
3.33 |
7.56 |
60.07 |
|
对比 |
-0.85 |
1.22 |
0.06 |
-1.19 |
0.00 |
1.29 |
-0.05 |
-0.11 |
5.6 烧结矿理化性能变化
|
阶段 % |
＞40mm |
25—40 |
16—25 |
10—16 |
6.3—10 |
5—6.3 |
＜5mm |
强度 |
＞16 |
平均粒径mm |
|
污泥1.0% |
8.71 |
17.84 |
21.80 |
21.18 |
16.68 |
6.18 |
7.24 |
74.52 |
32.23 |
19.24 |
|
污泥0.0% |
8.47 |
17.27 |
21.83 |
20.94 |
17.20 |
6.59 |
7.70 |
74.38 |
21.90 |
19.00 |
|
对比 |
0.24 |
0.57 |
-0.03 |
0.24 |
-0.52 |
-0.41 |
-0.46 |
0.14 |
10.33 |
0.24 |
5.7 高炉锌负荷
|
阶段 |
烧结矿入炉率% |
高炉锌负荷kg/t |
|
污泥1.0% |
75.80 |
0.399 |
|
污泥0.0% |
75.72 |
0.352 |
|
对比 |
0.08 |
0.048 |
4.8 分析
4.7.1污泥配加1.0%后混匀矿Zn含量升上0.004%、烧结矿Zn含量上升0.005%。
4.7.2污泥配加1.0%后混匀矿CaO含量上升0.37%，烧结矿生石灰配加下降0.08%。
4.7.3污泥配加1.0%对混匀过程、烧结参数、烧结矿物理性能无大幅影响。
6 结论
6.1炼钢污泥在烧结配料过程中，采取平铺模式配加对烧结矿锌含量控制稳定性起到促进作用；
6.2生产实践表明在控制转炉锌皮配加条件下可促进污泥锌含量稳定。
6.3烧结过程配加炼钢污泥1%，在炉料结构中烧结矿入炉率稳定至75%左右时，可控制高炉锌负荷满足小于0.4kg/t要求，同时需结合考虑其他入炉料锌含量。
参考文献
[1] 王建.攀钢转炉污泥球团在转炉上的应用[J].攀钢技术,1996.
[2] 薛显勇.转炉炼钢污泥在转炉炼钢造渣的初步应用[J].四川冶金,2008.02.
[3] 郝成杰.天铁炼钢污泥综合回收利用[J].天津科技,2013.08.
联系方式：姓名：彭元飞 联系方式：0913-5180725 地址：陕西龙门钢铁有限责任公司 邮编：715405